DE1519935C

DE1519935C - Device for automatic control of the solids concentration of the solution during evaporative crystallization

Info

Publication number: DE1519935C
Application number: DE19661519935
Authority: DE
Inventors: Herwig W Dipl Ing Wien Muller
Original assignee: Wiener Schwachstromwerke Gesell schaft mbH, Wien
Priority date: 1965-12-20
Filing date: 1966-12-16
Publication date: 1973-04-26

Description

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stufe für das dampfdruckabhängige Signal und einem regelung mit Hilfe von Analogierechnern« bekannt Dampfdruckmeßfühler eine an sich bekannte elek- ist, werden in der Zuckerindustrie Analogrechner vertrische oder hydraulisch-pneumatische Analogrechen- wendet, doch besteht das Wesen der Erfindung nicht einheit zur Bestimmung der Siedekurve der Lösung in der gerätetechnischen Anwendung eines Analogvorgesehen ist. 5 rechners an Stelle eines Meßwertumformers, sondern stage for the vapor pressure dependent signal and a control with the help of analogue computers « Vapor pressure sensors are an electronic device known per se, and analog computers are used in the sugar industry or hydraulic-pneumatic analog arithmetic, but the essence of the invention does not exist unit for determining the boiling curve of the solution in the technical application of an analog is provided. 5 computer instead of a transducer, but

Der Erfindungsgegenstand dient somit der Auf- in der Erkenntnis der Bedeutung der nichtlinearen rechterhaltung eines konstanten Ubersättigungsgrades Beziehung zwischen den Verfahrensgrößen und der einer Lösung, aus der einerseits im allgemeinen bei Schaffung der zweckmäßigen Schaltungsanordnung einem vom atmosphärischen Luftdruck abweichen- zur Durchführung dieser nichtlinearen Regelung. Das den, vorzugsweise geringeren Druck ein bestimmter io vom Funktionsgeber bzw. der Analogrecheneinheit in Teil des Feststoffanteiles der Lösung ständig aus- Abhängigkeit vom Dampfdruck kontinuierlich prakkristallisiert sowie das insbesondere an der Ober- tisch verzögerungsfrei errechnete und insbesondere fläche der Kristalle frei werdende Lösungsmittel aus- der Siedetemperatur der Lösung oder des Lösungsgedampft und in die andererseits gleichzeitig hin- mittels oder der Temperaturdifferenz zwischen Löreichend viel Lösung wieder zugeführt wird. Die ge- 15 sμng und Lösungsmittel proportionale Signal kann in sättigte Lösung, bei der zwischen den flüssigen bzw. bekannter Weise in einer Meß- und Vergleichsschalden in Lösung befindlichen Feststoffanteilen und dem tung mit dem gleichzeitig auf Grund kontinuierlicher ungelösten Feststoff Gleichgewicht herrscht, wird empirischer Messung ermittelten Signal verglichen hierbei in einen möglichst konstanten Übersättigungs- werden, das insbesondere der jeweiligen Lösungszustand übergeführt, aus dem eine besonders gleich- 20 temperatur proportional ist. Das Vergleichsergebnis mäßige Auskristallisation des Feststoffanteiles und aus den durch Rechnung sowie durch Messung erdadurch die Lieferung eines qualitätsmäßig besonders mittelten Temperatur- bzw. Temperaturdifferenzwerhochwertigen Feststoffproduktes möglich ist. ten wird als Regelabweichung, also als AbweichungThe subject matter of the invention thus serves to understand the meaning of the non-linear right maintenance of a constant degree of supersaturation relationship between the process variables and the a solution from which on the one hand generally in creating the appropriate circuit arrangement deviate from the atmospheric air pressure to carry out this non-linear control. The the, preferably lower, pressure a certain io from the function generator or the analog computing unit in Part of the solids content of the solution is continuously precrystallized depending on the vapor pressure as well as that calculated without delay, especially at the upper table, and in particular surface of the crystals released solvents from the boiling point of the solution or the solution evaporated and on the other hand at the same time by means of or the temperature difference between extinguishing a lot of solution is fed back. The signal proportional to the 15 sμng and solvent can be in saturated solution, in which between the liquid or known manner in a measuring and comparison tray solids in solution and the processing with the at the same time due to continuous If there is an undissolved solid equilibrium, empirical measurement is used to compare the determined signal in a supersaturation that is as constant as possible, in particular the respective state of solution transferred, from which a particularly equal temperature is proportional. The comparison result moderate crystallization of the solid fraction and from the calculation as well as through measurement as a result the delivery of a particularly medium temperature or temperature difference of high quality Solid product is possible. ten is called a control deviation, i.e. a deviation

Dazu wird in schon bekannter Weise ein dem je- des Ist-Wertes vom Soll-Wert der Regelgröße, einem weils herrschenden Dampfdruck entsprechendes Si- 25 nachgeschalteten Regler zugeführt, der mittels eines gnal vom Ausgang eines Signal- bzw. Meßwertgebers Stellantriebes, wie z. B. eines Motors, ein Stellglied, abgeleitet, der im wesentlichen aus einem Dampf- beispielsweise eine Regelklappe in der Zuleitung für druckmeßfühler bzw. einem unbeeinträchtigt oder die Lösung, entsprechend verstellt, so daß die Regelunabhängig vom Atmosphärendruck den Dampf- abweichung durch entsprechend geregelte Zufuhr von drück demnach absolut messenden Dampfdruckmes- 30 Lösung den Betrag Null annimmt, d. h. der Ist-Wert ser sowie aus einem Meßumformer und gegebenen- der Regelgröße auf den Soll-Wert bzw. den momenfalls aus einem Meßverstärker gebildet ist. Solche als tanen Wert der Führungsgröße gebracht wird.
Absolutdruckmeßformer oder kurz Druckmesser be- Ein Vorteil des Erfindungsgegenstandes bestehtFor this purpose, a controller connected downstream of each actual value of the setpoint value of the controlled variable, a corresponding steam pressure prevailing, is supplied in a known manner. B. a motor, an actuator derived, which essentially from a steam such as a control flap in the supply line for pressure sensors or an unimpaired or the solution, adjusted accordingly, so that the control independent of atmospheric pressure the steam deviation by appropriately regulated supply from pressure, accordingly, the absolute measuring vapor pressure measurement solution assumes the amount zero, ie the actual value ser as well as from a measuring transducer and possibly controlled variable to the desired value or, if necessary, is formed from a measuring amplifier. Such is brought as the tanen value of the reference variable.
Absolute pressure transducers or pressure gauges for short

zeichnete Signalgeber sind bei vorzugsweise unter- insbesondere darin, daß bei Änderung des Dampfhalb des atmosphärischen Druckes arbeitenden Ein- 35 druckes (z. B. durch Schwankungen der Vakuumrichtungen zur Gewinnung von Feststoffen durch pumpleistung) ein die entsprechende Siedepunktände-Kristallisation für die Signalbildung zwecks manueller rung des Lösungsmittels genau wiedergebendes Signal oder selbsttätiger Konstanthaltung des absolut ge- praktisch sofort geliefert wird, wogegen bei mit messenen bzw. geregelten Dampfdruckes vorgesehen. Steuerkochern ausgerüsteten Einrichtungen die dem Die vom Absolutdruckmeßumformer gelieferte, dem 40 geänderten Dampfdruckwert entsprechende Lösungsmomentanen Dampfdruck proportionale, d. h. von mitteltemperatur erst nach einem relativ großen Zeitder Eingangsgröße linear abhängende Ausgangsgröße intervall zur Verfügung steht.Signed signal transmitters are preferably under- in particular that when the pressure changes below atmospheric pressure (e.g. due to fluctuations in the vacuum directions) for the extraction of solids by pumping) a corresponding boiling point crystallization for signal generation for the purpose of manual generation of the solvent, a signal that reproduces precisely or automatic constant maintenance of the absolutely practically immediately delivered, whereas with with measured or regulated vapor pressure provided. Control cookers equipped facilities the dem The instantaneous solution supplied by the absolute pressure transducer, corresponding to the changed vapor pressure value Vapor pressure proportional, d. H. of mean temperature only after a relatively long period of time Input variable linearly dependent output variable interval is available.

wird in Ausführung der Erfindung wenigstens einer Bei der durch die USA.-Patentschrift 2 748 849 an-In carrying out the invention, at least one of the

Analogrecheneinheit zugeführt, die einen Vorzugs- gegebenen Einrichtung ergibt sich dadurch, daß die weise der jeweils herrschenden Siedetemperatur des 45 tatsächliche, mit steigendem Druck immer flacher Lösungsmittels oder der Lösung oder der Tempera- werdende, gegen die P-Achse gekrümmte Temperaturdifferenz der beiden letztgenannten Siedetempera- tur-Dampfdruckkurve durch eine von einem pneuturen entsprechenden Wert der Siedekurve des Lö- matischen Meßwertumformer mit linearer Kennlinie sungsmittels oder der Lösung oder der Differenzkurve gelieferte Tangente im Betriebspunkt ersetzt wird, dieser beiden Kurven in Form eines elektrischen Si- 50 daß eine zu hohe Lösungsmitteltemperatur vorgegnals praktisch verzögerungsfrei nachbildet. Im we- täuscht wird. In beiden Fällen arbeitet die Einrichsentlichen ersetzt demnach der insbesondere als Ana- tung während einer gewissen Zeit oder während der logrecheneinheit ausgebildete Funktionsgeber sowohl gesamten Dauer der Dampfdruckänderung in einem den vorhin beschriebenen Steuerkocher als auch den nicht optimalen Betriebszustand, was bei den heute in der USA.-Patentschrift 2 748 849 angegebenen, mit 55 üblichen hochleistungsfähigen Einrichtungen zu grolinearer Kennlinie arbeitenden pneumatischen Meß- ßen quantitativen oder qualitativen Einbußen führt, wertumformer, die zur Aufrechterhaltung eines wähl- Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht so-Analog arithmetic unit supplied, the device given preference results from the fact that the wise to the prevailing boiling temperature of the 45 actual, with increasing pressure always flatter Solvent or the solution or the temperature-becoming temperature difference curved against the P-axis of the two last-mentioned boiling temperature-vapor pressure curves through one of a neutral corresponding value of the boiling curve of the lematic measuring transducer with linear characteristic The tangent supplied by the solvent or the solution or the difference curve is replaced at the operating point, of these two curves in the form of an electrical Si, that an excessively high solvent temperature is predicted simulates practically without delay. Im being deceived. In both cases, the institutional staff works therefore replaces the in particular as advice during a certain period of time or during the Log arithmetic unit trained function generator both the entire duration of the vapor pressure change in one the control cooker described above as well as the less than optimal operating condition, which is the case today in U.S. Pat. No. 2,748,849, with 55 common high-performance devices being too linear Characteristic line working pneumatic measurements leads to quantitative or qualitative losses, value converter, which is used to maintain a dial- The device according to the invention thus enables

bar bestimmten Konzentrationszustandes einer Lö- mit bei Einwirkung von nicht näher beschriebenen sung für die fortlaufende Bestimmung der als Be- Störgrößen, die eine Änderung des Dampfdruckes zugsgröße dienenden Siedetemperatur des Lösungs- 60 und in weiterer Folge der Lösungskonzentration bzw. mittels verwendet wurden. Lösungsübersättigung und dadurch der Kristallbil-bar certain concentration state of a solvent with the action of unspecified Solution for the continuous determination of the disturbance variables that cause a change in the vapor pressure the boiling temperature of the solution and, subsequently, the solution concentration or means were used. Solution oversaturation and thus the crystal formation

Die Analogrecheneinheit besteht vorteilhaft aus dung zur Folge haben können, ein so rechtzeitiges einer aus W. Oppelt, »Kleines Handbuch tech- Eingreifen der Regeleinwirkung, daß stets ein optimal nischer Regelvorgänge« (1960) bekannten Dioden- regelmäßiges Kristallwachstum gewährleistet ist. Dieschaltung, die die Dampfdruckkurve in Form eines 65 .ser vorteilhafte Kristallisationsprozeß resultiert im Polygonzuges nachbildet. · wesentlichen aus der relativ kurzen rechnerischenThe analog computation unit advantageously consists of manure that can result in a timely result one from W. Oppelt, »Small handbook tech- intervention of the control action, that always an optimal nischer Regelvorgänge «(1960) known diodes - regular crystal growth is guaranteed. The circuit, the vapor pressure curve in the form of a 65 .ser advantageous crystallization process results in Simulates the polygon. · Essential from the relatively short computational

,,.Wie aus der Zeitschrift für die Zuckerindustrie 10, .Ermittlungszeit der Werte der Führungsgröße, wie Nr. 3 (März 1960), S. 155, linke Spalte »Verfahrens- z. B. der Siedetemperatur der.Lösung:als Funktion,,. As from the magazine for the sugar industry 10,. Determination of the values of the reference variable, such as No. 3 (March 1960), p. 155, left column »Procedures z. B. the boiling point of the solution: as a function

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der Lösungsübersättigung, oder der Bezugsgröße, wie Δ ■& bezeichnet. Aus F i g. 1 ist demnach zu entneh-the solution oversaturation, or the reference quantity, as denoted by Δ ■ &. From Fig. 1 can therefore be seen

insbesondere der Siedetemperatur des Lösungsmittels, men, daß der bei einem bestimmten Dampfdruckin particular the boiling point of the solvent, men that at a certain vapor pressure

welche Größen zur Aufrechterhaltung einer unab- (z. B. c) ermittelte Siedepunkt der Lösung um diewhat quantities to maintain an independent (z. B. c) determined boiling point of the solution around the

hängig vorgebbaren Lösungsübersättigung in Abhän- Temperaturdifferenz Δ ■& höher als der Siedepunkt desdepending on the predeterminable solution supersaturation in the temperature difference Δ ■ & higher than the boiling point of the

gigkeit von dem beim zu regelnden Kristallisations- 5 Lösungsmittels liegt.depending on the crystallization solvent to be controlled.

prozeß herrschenden Dampfdruck mittels elektro- In F i g. 2 ist in einem Temperatur-Löslichkeitsdia-process prevailing vapor pressure by means of electro- In F i g. 2 is in a temperature solubility slide

nischer Recheneinheiten ermittelt werden. gramm beispielsweise das Zustandsgebiet der Lö-nical arithmetic units can be determined. gram, for example, the state area of the

Der Erfindungsgegenstand ist nun mittels der in sungsübersättigung einer Lösung, d. h. die zwischenThe subject of the invention is now by means of the in sungs oversaturation of a solution, i. H. the between

den Zeichnungen abgebildeten Ausführungsbeispiele der Löslichkeitskurve LK und der Überlöslichkeits-the examples of the solubility curve LK and the over-solubility shown in the drawings

im einzelnen dargestellt und gleichzeitig näher be- 10 kurve OLK liegende metastabile Zone durch Schraf-shown in detail and at the same time closer to 10 curve OLK lying metastable zone by hatching

schrieben. F i g. 1 zeigt hierbei in einem Druck-Tem- fur hervorgehoben.wrote. F i g. 1 shows highlighted in a printing temperature.

peraturdiagramm die Siedekurve eines Lösungsmittels Fig. 3 zeigt zur Darlegung des Standes der Tech- und einer zugehörigen Lösung, während in F i g. 2 in nik eine schematische Übersicht eines gebräuchlichen einem Temperatur-Löslichkeitsdiagramm ein Beispiel Vakuum-Kochapparates mit Steuerkocher und Reeiner metastabilen Zone einer Lösung wiedergegeben 15 gelteil, wie er z. B. bei der Zuckergewinnung verwenist. In Fig. 3 ist eine schematische Übersicht einer det wird. Der Vakuum-Kochapparat besteht hierbei Regelstrecke, insbesondere eines bei der Zuckerher- im wesentlichen aus einem luftdicht abgeschlossenen, stellung gebräuchlichen Kristallisators mit ange- annähernd zylindrischen, vorwiegend stehenden Kochflanschtem Steuerkocher und einem Regler bekannter gefäß 13, das etwa für ein gewichtsmäßiges Fas-Ausführung dargestellt. In F i g. 4 ist das Blockschalt- 30 sungsvermögen von beispielsweise 50 t ausgelegt ist. bild eines Reglers einer in F i g. 5 schematisch abge- Im Kochgefäß 13 ist ein Heizkörper 14 angeordnet, bildeten Variante einer Regelstrecke der erfindungs- Dieser besitzt eine Oberfläche von etwa 300 m². Der gemäßen Einrichtung wiedergegeben, während in den Heizkörper 14 wird im allgemeinen mittels Brüden, F i g. 6 a und 6 b in Temperatur-Zeitdiagrammen die den Lösungswasserabdämpfen einer saft- und dampfbei Dampfdruckänderungen mittels eines Steuer- 25 seitig vorgeschalteten Verdampfstation beheizt. Für kochers laufend empirisch ermittelten Werte durch die Beheizung des am Kochgefäß 13 mittels eines die Siedekurve des Lösungsmittels (I strichliert) sowie Rohres angeflanschten Steuerkochers 2' ist ein sepadie mit Hilfe eines Thermofühlers ständig erfaßten rater Heizkörper 15 vorgesehen. Die Lösungsmittel-Werte mittels der Siedekurve der Lösung (II) abge- zuleitung des Steuerkochers 2' (z. B. für das Lösungsbildet und die unter Verwendung einer Analog- 30 mittel Wasser) ist mit 16 bezeichnet. Die Zuleitung recheneinheit rechnerisch sich ergebenden Werte mit- für die einzukochende, aus Dicksaft und gelösten tels der Siedekurve des Lösungsmittels (I voll ausge- Produkten bestehende Lösung ist mit 17 benannt, zogen) festgehalten sind, um beispielsweise das vor- Der zu verarbeitende Inhalt bzw. das Füllgut im teilhafte Regelverhalten des Erfindungsgegenstandes Kochgefäß 13 ist mit 18 benannt. Der Auslaß für das zu erläutern. Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild des 35 auszudampfende Lösungsmittel ist mit 19 bezeichnet. Reglers einer in Fig. 9 im Prinzip in Form einer Der bei der Zuckergewinnung chargenweise erfol-Regelstrecke skizzierten weiteren Ausführung der Er- gende Kochprozeß erfolgt bekanntlich bei einem findung, wobei in F i g. 8 in einem Druck-Tempera- Druck von etwa 260 mbar oder etwa 200 Torr. Dieturdifferenz-Diagramm die in Abhängigkeit vom Grad ser wird insbesondere dadurch erzeugt, daß die konder Übersättigung (Ü) bzw. vom Feststoffgehalt (⁰Bx) 40 densierbaren Dämpfe, somit die Brüden des überder Lösung als Führungsgröße dienende Temperatur- schüssigen Lösungswassers, durch den Auslaß 19 abdifferenz zwischen Lösungsmittel und Lösungstempe- gesaugt und niedergeschlagen werden, während der ratur in Abhängigkeit vom absolut gemessenen geringe Gasanteil im Kochgefäß 13 durch Wasser-Dampfdruck dargestellt ist. In Fig. 10 ist das Block- ringpumpen entfernt wird. Im Kochgefäß 13 werden schaltbild des Reglers einer in Fig. 12 gezeigten 45 nun bei der Zuckergewinnung im allgemeinen drei bis modifizierten Ausführung der in F i g. 9 abgebildeten vier Produkte verschiedener Qualität ausgekocht, wo-Variante wiedergegeben, wobei in Fig. 11 die in bei für jedes Produkt mehrere Vakuum-Kochapparate einem Druck-Temperaturdiagramm in Abhängigkeit vorgesehen sind. Hierbei wird als erstes Produkt entvon der Übersättigung (Ü) bzw. vom Feststoffgehalt weder Dicksaft verkocht, wie diesen die Verdampf- (⁰Bx) der Lösung beispielsweise sich ergebenden 50 station liefert, oder es wird eine Mischung aus Dick-Siedekurven (II) der Lösung dargestellt sind. F i g. 13 saft und Klären, das sind konzentrierte Zuckerlösungibt eine Kurve (z. B. funktionaler Zusammenhang gen, die sogenannte Einheitskläre, verarbeitet. Hier zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangsgröße sei kurz darauf hingewiesen, daß zur Dicksaftgeeines Funktionsgebers) sowie deren mittels eines winnung vorerst die Rübenschnitte ausgelaugt und Polygonzuges hergestellte Approximation wieder, 55 dadurch Rohsaft gewonnen wird. Durch ein Scheidewährend in der F i g. 14 a ein Beispiel eines speziellen verfahren mittels gelöschtem Kalk und Kohlendioxyd Eingangs- Ausgangs-Größendiagramms und in wird daraus der Dünnsaft gewonnen, der gereinigt in Fig. 14 b eine die im vorgenannten Diagramm ab- der Verdampf station zum Dicksaft verarbeitet wird, gebildete Funktion verifizierenden Diodenschaltung Beim Kochvorgang, der im beispielsweise beschriebedargestellt ist. In Fig. 15 ist schließlich ein Ausfüh- 60 nen Zuckergewinnungsverfahren der Aufrechterhalrungsbeispiel einer in der erfindungsgemäßen Ein- tung eines Kristallisationsprozesses dient, fällt die sorichtung zur Anwendung gelangenden Analogrechen- genannte Füllmasse an, die im wesentlichen aus einheit im Prinzip wiedergegeben. einem Gemisch von Zucker-Kristallanteil und Mutter-In F i g. 1 ist in einem Temperatur-Druckdiagramm lösung (Sirup) besteht. Dieses Gemisch wird durch das Siedeverhalten einer Lösung und des Lösungs- 65 Zentrifugieren in die beiden letztgenannten Anteile mittels an Hand eines Beispieles erklärt. Hierbei ist getrennt. Klären werden endlich durch Auflösen der die Siedekurve der Lösung mit II, die Siedekurve des einzelnen Kristallanteile (Produkte) gewonnen, indem Lösungsmittels mit I und die Siedepunkterhöhung mit z. B. die erste Kläre aus dem ersten Produkt, dietemperature diagram shows the boiling curve of a solvent. FIG. 3 shows the state of the art and an associated solution, while FIG. 2 in nik a schematic overview of a common temperature-solubility diagram, an example of a vacuum cooking apparatus with control cooker and reeiner metastable zone of a solution reproduced 15 gel part, as it is e.g. B. used in sugar production. In Fig. 3 is a schematic overview of a det. The vacuum cooking apparatus here consists of a controlled system, in particular one in the case of sugar making essentially of an airtight sealed, conventional position crystallizer with approximately cylindrical, predominantly standing cooking flanges control cooker and a regulator of known vessel 13, which is shown for a weight-wise version of Fas . In Fig. 4, the block switching capacity of 50 t, for example, is designed. image of a controller in FIG. A heating element 14 is arranged in the cooking vessel 13, a variant of a controlled system of the invention. This has a surface area of approximately 300 m ² . The present device reproduced while in the radiator 14 is generally by means of vapors, F i g. 6 a and 6 b in temperature-time diagrams which heat the solution water vaporization of a juice and vapor with changes in vapor pressure by means of a control 25-sided upstream vaporization station. For kochers continuously empirically determined values by heating the control kettle 2 'flanged to the cooking vessel 13 by means of the boiling curve of the solvent (I dashed line) and a pipe, a separate heating element 15 is provided which is continuously recorded with the help of a thermosensor. The solvent values by means of the boiling curve of the solution (II) derived from the control boiler 2 '(e.g. for the solution that is formed using an analogue of water) is denoted by 16. The supply line arithmetic unit with arithmetically resulting values for the syrup and dissolved part of the boiling curve of the solvent (I fully exhausted solution is named with 17, drawn) are recorded, for example, the pre- The content to be processed or The filling material in the partial control behavior of the subject of the invention cooking vessel 13 is denoted by 18. The outlet for that to be explained. FIG. 7 shows the block diagram of the solvent to be evaporated, denoted by 19. 9 in principle in the form of a controller. The further execution of the resultant cooking process sketched in batch-wise success control system during sugar production is known to take place in one invention, with FIG. 8 in a pressure-temperature pressure of about 260 mbar or about 200 Torr. The difference diagram, which depends on the degree of water, is generated in particular by the fact that the special supersaturation (O) or the solids content ( ⁰ Bx) 40 condensable vapors, thus the vapors of the high temperature solution water serving as a reference variable, through the outlet 19 difference between solvent and solution temperature are sucked and deposited, while the temperature is represented as a function of the absolutely measured low gas content in the cooking vessel 13 by water vapor pressure. In Fig. 10 the block ring pumping is removed. In the cooking vessel 13, the circuit diagram of the controller of a 45 shown in FIG. 9 depicted four products of different quality boiled, where-shown variant, wherein in FIG. 11 the several vacuum cooking devices in a pressure-temperature diagram are provided for each product. As a first product, neither thick juice nor thick juice is boiled away from the supersaturation (O) or the solids content, as the evaporation ( ⁰ Bx) of the solution delivers, for example, or a mixture of thick-boiling curves (II) of the Solution are shown. F i g. 13 juice and clarification, that is, concentrated sugar solution gives a curve (e.g. functional relationship, the so-called unit clarification, processed. Here, between an input and an output variable, it should be briefly pointed out that the thick juice is a function generator) as well as this by means of an acquisition for the time being the beet cuttings are leached out and the approximation produced by the polygon course is restored, 55 as a result of which raw juice is obtained. Through a separation while in FIG. 14 a an example of a special method using slaked lime and carbon dioxide input-output size diagram and in FIG. 14 the thin juice is obtained, which is purified in FIG. 14 b verifying a function formed in the above diagram from the evaporation station to thick juice Diode circuit during the cooking process, which is shown in the example described. Finally, FIG. 15 shows an embodiment of the sugar production process which serves as a maintenance example of a crystallization process used in the inventive arrangement, the analog computation used is produced, which is essentially reproduced as a unit in principle. a mixture of sugar crystals and mother-in F i g. 1 is a temperature-pressure diagram consisting of a solution (syrup). This mixture is explained by the boiling behavior of a solution and the centrifugation of the solution into the two last-mentioned proportions by means of an example. This is separated. Clarify are finally obtained by resolving the boiling curve of the solution with II, the boiling curve of the individual crystal fractions (products) by adding solvent with I and the boiling point increase with z. B. the first clarification from the first product that

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zweite Kläre aus dem zweiten Produkt usw. herge- zugeführt und mittels einer daraus gewonnenen Stellstellt wird. größe y, der Ausgangsgröße des Reglers bzw. dersecond clarification from the second product etc. is supplied and produced by means of a setting obtained therefrom. variable y, the output variable of the controller or the

Das in F i g. 3 dargestellte Kochgefäß 13 ist samt Eingangsgröße der Regelstrecke (das ist der Teil einer den im einzelnen bisher nicht näher erläuterten übri- Anlage, der den aufgabengemäß zu beeinflussenden gen Einrichtungsteilen für die Gewinnung eines rei- 5 Abschnitt des Wirkungsweges enthält, längs dessen nen Produktes, insbesondere eines Erstproduktes aus die den Vorgang des Regeins bestimmenden Wirkun-Dicksaft und/oder Einheitskläre vorgesehen. Die am gen übertragen werden), durch einen Stellantrieb 11, Kochprozeß beteiligten Produkte und nicht näher z. B. einen Motor, ein in der Zuleitung 17 des Kochaufgezählten Medien können in einer Charge eine gefäßes 13 angeordnetes Stellglied 12, insbesondere Menge bis zu 70 t an eingezogenem Saft umfassen. io eine Regelklappe, derart betätigt, daß die Regel-In dieser Menge sind etwa 62 %> Zuckeranteile (Sac- abweichung x_w durch entsprechende Zufuhr von Saft charose), 35% Wasser und ein Rest an Fremd- bzw. bzw. Lösung auf den Betrag Null zurückgeführt und Nichtzuckerstoffen enthalten. Der Dampfdruck im dadurch die Konzentration der siedenden Lösung Kochgefäß 13 wird bis auf etwa 250 mbar oder etwa selbsttätig entsprechend geregelt wird.
100 Torr abgesenkt, während der Druck des Heiz- 15 In Fig. 4 ist nun das Blockschaltbild einer erfindampfes (Sattdampf) 0,3 bis 1,2 atü betragen kann. dungsgemäßen Reglervariante bzw. Regeleinrichtung Da die Erzeugung des Vakuums im Kochgefäß 13 so- dargestellt, die alle Übertragungsglieder im Wirkungswie der Heizbrüden (Lösungswasserabdämpfe) für die weg (dem Weg, längs dessen die einen Vorgang des Beheizung des Kochgefäßes 13 Schwankungen unter- Regeins bestimmenden Wirkungen übertragen werliegt, ist es gebräuchlich, den Dampfdruck hinreichend 20 den) umfaßt, die für die aufgabengemäße Beeinfluskonstant zu halten, indem insbesondere die Siede- sung der Regelstrecke über das Stellglied vorgesehen punktserhöhung der Lösung gegenüber dem Siede- sind. Das letztgenannte Blockschaltbild betrifft inspunkt des Lösungsmittels als Istwert (das ist der besondere einen Festwertregler, der in F i g. 5 im Zu-Wert, den die Größe oder das Signal im betrachteten sammenwirken mit der Regelstrecke abgebildet ist. Zeitpunkt tatsächlich hat) der Regelgröße zum 25 Dieser erfindungsgemäßen Ausführung der Einrich-Zwecke des Regeins erfaßt und die Regelung als tung zur Regelung der Konzentration einer siedenden Festwertregelung ausgeführt wird, indem der Soll- Lösung ist wie auch den nachfolgend beschriebenen wert (das ist der Wert, den die Größe oder das Si- Varianten der Erfindung jeweils ein Regler zugrunde gnal im betrachteten Zeitpunkt unter festgelegten Be- gelegt, dessen Übertragungsglieder aus elektrischen dingungen haben soll) der Regelgröße unveränderlich 30 Geräten oder Gerätsätzen bestehen. Als wesentliches vorgeschrieben ist. Merkmal der Erfindungsvariante gemäß Fig. 4The in Fig. 3 is the cooking vessel 13 shown, together with the input variable of the controlled system (that is the part of a remaining system, which has not been explained in detail so far, which contains the parts of the equipment to be influenced according to the task for the production of a pure 5 section of the path of action, along its product, in particular a first product from the active syrup and / or uniform clarification determining the process of regulation provided. Which are transferred to the gene), products involved by an actuator 11, the cooking process and not more precisely z. B. a motor, a medium enumerated in the feed line 17 of the cooker can comprise an actuator 12 arranged in a vessel 13 in a batch, in particular an amount of up to 70 t of drawn-in juice. io a control flap, operated in such a way that the rule-In this amount are about 62%> sugar content (sac deviation x _w charose due to the corresponding supply of juice), 35% water and a remainder of foreign or solution on the Zero amount returned and contain non-sugars. The vapor pressure in the thus the concentration of the boiling solution cooking vessel 13 is regulated to about 250 mbar or automatically accordingly.
Lowered 100 Torr, while the pressure of the heating 15 In Fig. 4 is the block diagram of an inventive (saturated steam) 0.3 to 1.2 atmospheres can be. Appropriate controller variant or control device Since the generation of the vacuum in the cooking vessel 13 is shown, the effects of all transmission elements such as the heating vapors (solution water vapor) for the path (the path along which the one process of heating the cooking vessel 13 fluctuations under- regulate effects transmitted, it is customary to include the vapor pressure sufficiently to keep constant for the task according to the influencing factor, in particular by increasing the boiling point of the control system via the actuator. The last-mentioned block diagram relates to the solvent as the actual value (that is the special one fixed value controller, which is shown in Fig. 5 in the additional value, which the variable or the signal in the considered interaction with the controlled system. Time actually has) of the controlled variable For this embodiment according to the invention, the set-up purposes of the regulation are detected and the regulation is carried out as a device for regulating the concentration of a boiling fixed-value regulation in that the target solution is as well as the value described below (that is the value that the size or the Variants of the invention are each based on a controller gnal at the point in time under consideration, whose transmission elements should have electrical conditions) of the controlled variable invariably consist of 30 devices or sets of devices. As essential is prescribed. Feature of the variant of the invention according to FIG. 4

Für die Messung der Siedetemperatur ^₁ _ist des Lö- bzw. 5 ist hervorzuheben, daß die in bzw. gemäß sungsmittels, insbesondere Wasser, ist nun in dem im Fig. 3 zur Illustration des Standes der Technik ab-Steuerkocher 2' befindlichen Wasser, das unter dem gebildeten bzw. beschriebenen Einrichtungsteile für gleichen Dampfdruck wie das Füllgut 18 im Koch- 35 die laufende Ermittlung der Siedetemperatur des Lögefäß 13 steht, ein Thermo- bzw. Temperaturfühler 1' sungsmittels, nämlich der Thermofühler 1', der Steuerangeordnet, der in nicht weiter beschriebener Weise, kocher 2' mit dem Heizkörper 15 und die Lösungsz. B. mittels einer elektrischen Spannung, die Siede- insbesondere Wasserzuleitung 16 durch die nachstetemperatur ^₁ _ist des Lösungsmittels als proportionale hend aufgezählten Einrichtungsteile, nämlich einen Bezugsgröße X₁ liefert, die einer aus einer Meßschal- 40 Dampfdruckmeßfühler 1, einen diesem Fühler 1 nachtung bestehenden Vergleichsstufe 6 zugeführt wird. geschalteten und den jeweiligen absolut gemessenen Die Siedetemperatur #_{n /s/} der Lösung hingegen wird Dampfdruck in ein proportionales (~ ρ_abs) Signal mittels eines Thermo- bzw. Temperaturfühlers 5 er- umsetzenden -elektrischen Meßumformer 2, der mitfaßt, der im Zusammenwirken mit der übrigen Meß- tels des vorgenannten Fühlers 1 den jeweiligen Dämpfvorrichtung ebenfalls, vorzugsweise mittels einer elek- 45 druck in Form eines elektrischen Signals liefert, sotrischen Spannung, eine bezüglich der Lösungstempe- wie durch einen vom Meßumformer 2 beaufschlagten, ratur &_{u ist} proportionale geregelte Größe X_n erzeugt, als Analogrecheneinheit 3 ausgebildeten Funktionsdie zum Vergleich mit der vorgenannten Bezugs- geber ersetzt sind, der das vom Meßumformer 2 gegröße X₁ ebenfalls der Vergleichsstufe 6 zugeleitet lieferte Signal vorzugsweise als eingeprägtes, d. h. in wird. Das durch Differenzbildung aus der geregelten 50 bestimmten Grenzen von Spannungsschwankungen, Größe JC_n und der Bezugsgröße X₁ gewonnene und der Alterung der elektrischen Bauelemente und insder Siedepunktserhöhung der Lösung gegenüber dem besondere vom Widerstand des Ausgangskreises des Siedepunkt des Lösungsmittels bzw. der Differenz der Meßumformers bzw. -Verstärkers 2 unbeeinträchtig-Siedepunkte von Lösung und Lösungsmittel propor- tes Gleichstromsignal umsetzt und dadurch den jetionale Signal des die Regelgröße χ bildenden Diffe- 55 weiligen Meßwert des Dampfdruckmeßfühlers 1 entrenzwertes Δ ϋ_ίΒί wird nun einer ebenfalls aus einer sprechend dem diesem Dampfdrackwert zugeordne-Meßschaltung bestehenden Vergleichsstufe 8 züge- ten Bildpunkt der bekannten Siedekurve des Lösungsführt. Diese Vergleichsstufe 8 ist außerdem mit einem mittels, insbesondere Wasser, in ein der Siedetempedurch einen Sollwert-Geber 7 insbesondere in Form ratur des Lösungsmittels ^₁ proportionales, als Beeiner Spannung, gelieferten Signal eines als Füh- 60 zugsgrößeX[ dienendes Gleichstromsignal umformt, rungsgröße x_K dienenden Differenzwertes Δ &_soU be- das der nachgeschalteten, aus einer Meßschaltung beaufschlagt. Durch Vergleich bzw. Differenzbildung stehenden Vergleichsstufe 6 zugeleitet wird,
der beiden den Differenzwerten Δϋ·_ίεί und ϋ·Δ_εοη ent- Die Siedetemperatur &_{n ist} der Lösung hingegen sprechenden Signale wird die Regelabweichung x_w ge- wird in vorbeschriebener Weise wieder mittels eines wonnen, wobei unter der Regelabweichung die Ab- 65 Thermo- bzw. Temperaturfühlers 5 erfaßt, der gemäß weichung des Istwertes vom Sollwert der Regelgröße der Ausführung nach Fig. 4 bzw. 5 aus wenigstens zu verstehen ist. Das Signal der Regelabweichung einem aus Platindraht gebildeten Widerstandsthermowird nun einer Übertrager- und Verstärkerstufe 10 meter besteht, das in einem Zweig einer elektrischenFor the measurement of the boiling temperature of the solu- ^ _₁ and 5, it should be emphasized that the, or is in accordance with sungsmittels, in particular water now in the 3 to illustrate the prior art from control cooker 2 'contained water in Fig. which is under the formed or described device parts for the same vapor pressure as the filling material 18 in the cooking 35 the ongoing determination of the boiling temperature of the soldering vessel 13, a thermal or temperature sensor 1 'sungsmittel, namely the thermal sensor 1', the control arranged, which in not further described way, cooker 2 'with the heating element 15 and the solution. B. by means of an electrical voltage, the boiling in particular water supply line 16 through the nachstetemperatur ^ ₁ _is the solvent as proportional starting enumerated device parts, namely a reference value X ₁ , which one of a Meßschal- 40 vapor pressure sensor 1, one of this sensor 1 night Comparison stage 6 is supplied. The boiling temperature # _{n / s / of} the solution, on the other hand, is switched to a proportional (~ ρ _abs ) signal by means of a thermal or temperature sensor 5 converting -electrical measuring transducer 2, which also includes, which interacts with the rest of the measuring means of the aforementioned sensor 1 also the respective damping device, preferably by means of an elec- 45 printed in the form of an electrical signal provides, sotrischen voltage, one of the Lösungstempe- as with _respect to by a transmitter acted upon by the 2, _u temperature & proportional regulated Generated variable X _n , designed as an analog computing unit 3 functions which are replaced for comparison with the aforementioned reference transmitter, which the signal supplied by the transducer 2 variable X ₁ also supplied to the comparison stage 6 is preferably impressed, ie in. The determined by difference formation from the regulated 50 limits of voltage fluctuations, size JC _n and the reference size X ₁ and the aging of the electrical components and insder boiling point increase of the solution compared to the particular resistance of the output circuit of the boiling point of the solvent or the difference of the transducers or . -Amplifier 2 converts the direct current signal proportional to the boiling points of the solution and solvent and thereby the jetional signal of the differential measured value of the vapor pressure sensor 1 forming the controlled variable χ is now assigned to a corresponding _value from a corresponding to this steam pressure value. Measuring circuit existing comparison stage 8 draws the image point of the known boiling curve of the solution leads. This comparison stage 8 is also provided with a means, in particular water, in a the Siedetempedurch a target value transmitter 7 in particular in the form of temperature of the solvent ^ ₁ proportional, as Beeiner voltage signal supplied converts a as a guide 60 zugsgrößeX [serving DC signal approximate size x _K serving difference value Δ & _{soU is applied} to the downstream, from a measuring circuit. Comparison stage 6 is fed through comparison or subtraction,
of both the difference values Δϋ · _ίεί and ϋ · Δ _{εοη - the} boiling temperature & _{n is} the solution, on the other hand, the system deviation x _w is obtained in the manner described above by means of a, whereby under the system deviation the deviation is the or temperature sensor 5 is detected, which is to be understood at least according to the deviation of the actual value from the setpoint of the controlled variable of the embodiment according to FIG. 4 or 5. The signal of the control deviation of a resistance thermo formed from platinum wire is now a transmitter and amplifier stage 10 meters, which is in a branch of an electrical

9 109 10

Brückenschaltung angeordnet ist. Deren Diagonal- Hilfsenergie erfolgen, so daß die die Informationen spannung wird mittels eines Verstärkers vorzugsweise liefernden Gleichstromsignale ζ. Β. durch äquivalente wieder in einen eingeprägten Strom umgeformt und Informationen liefernde pneumatische Signale ersetzt dadurch die Siedetemperatur &_{n ist} der Lösung wie die werden. Der Einsatz von hydraulisch-pneumatisch armit Hilfe des Dampfdruckmeßfühlers 1, des Meß- 5 beitenden Funktionsgebern ist vor allem zur Verrinumformers 2 sowie der Analogrecheneinheit 3 um- gerung des gerätetechnischen Aufwandes insbesongeformte Lösungsmitteltemperatur ^₁ in ein Gleich- dere bei verschiedentlich vorkommenden Reglern mit Stromsignal umgeformt und als geregelte Größe x_R Übertragungsgliedern mit nichtlinearer Übertragungsebenfalls der Vergleichsstufe 6 zugeleitet. In der Ver- charakteristik, d. h. mit nichtlinearer gegenseitiger gleichsstufe 6 wird wieder (analog wie auf Seite 14 io funktionaler Abhängigkeit der Ausgangsgrößen x_ai beschrieben) das der Siedetemperatur ^₁ des Lösungs- von den Eingangsgrößen .t_ei, besonders vorteilhaft, mittels proportionale Signal, das ist die Bezugs- Hierbei sei darauf hingewiesen, daß ein lineares Übergröße X₁, mit dem der Siedetemperatur ϋ_{η ist} der Lö- tragungsglied allgemein ein Verhalten aufweist, für sung proportionalen Signal, d. h. mit der geregelten das das Überlagerungsgesetzt gilt, das für x_al als Größe X₁₁, verglichen und dadurch das der Differenz 15 Funktion von jc_el also χ_Λί = f(jx_el) und x_a2 = f(x_e2) Δ &_ist aus der Siedetemperatur ^_{11 ist} der Lösung und besagt, daß auch die Summe von χ_Λΐ + χ_Ά2 der Siedetemperatur ^₁ des Lösungsmittels proportio- = f(x_el + jc_e2) ist, wobei die x_ei die Eingangsgrößen nale Signal der Regelgröße jc gewonnen. In vorbe- und die x_ai die Ausgangsgrößen des Übertragungsschriebener Weise wird nun das letztgenannte Signal gliedes darstellen (siehe z.B. V. Ferner, Anschauwieder einer weiteren Vergleichsstufe 8 zugeführt und 20 liehe Regelungstechnik, VEB Verlag, Technik, Berdort insbesondere nach dem Prinzip des Spannungs- lin, 1960, S. 306).Bridge circuit is arranged. Their diagonal auxiliary power takes place so that the information voltage is preferably supplied by means of an amplifier direct current signals ζ. Β. converted back into an impressed current by equivalent and information-providing pneumatic signals replaces the boiling temperature & _{n is} the solution as it will be. The use of hydraulic-pneumatic functions with the help of the vapor pressure sensor 1, the measuring 5 working function transmitter is mainly for the converter 2 and the analog computing unit 3 to avoid the technical complexity of the equipment, in particular, the solvent _{temperature ^ 1 is converted} into the same with various controllers with a current signal and also fed to the comparison stage 6 as a regulated variable x _R transmission elements with non-linear transmission. In the characteristic, ie with non-linear mutual equal stage 6 (analogous to the functional dependency of the output variables x _ai described on page 14) that of the boiling temperature ^ _{1 of} the solution from the input variables .t _ei , is particularly advantageous by means of a proportional signal Here it should be noted that a linear oversize X ₁ , with which the boiling temperature ϋ _{η is} the soldering member generally has a behavior, for solution proportional signal, ie with the regulated that the superposition law applies that for x _al as quantity X ₁₁ , compared and thereby that of the difference 15 function of jc _el so χ _Λί = f (jx _el ) and x _a2 = f (x _e2 ) Δ & _is from the boiling temperature ^ _{11 is} the solution and says, that the sum of χ _Λΐ + χ _Ά2 the boiling temperature ^ _{1 of} the solvent is proportio- = f (x _el + jc _e2 ), where the x _ei the input variables nale signal of the controlled variable jc obtained. The last-mentioned signal element will now represent the output variables of the transmission letter in advance and the x _{ai (see, for example, V.} lin, 1960, p. 306).

Vergleiches z. B. in einer Brückenschaltung mit dem Der elektrische Funktionsgeber für die Nachbil-Signal des Sollwertes der Differenz Δ &_soU bzw. der dung von Zustandsdiagrammen bzw. Zustandsgrößen Führungsgröße x_K eines Sollwertgebers 7 verglichen bietet jedoch gegenüber den mechanischen Ausfüh- und dadurch das Signal der Regelabweichung x_w ge- 25 rangen außer den bekannten Vorteilen der Wartungswonnen, aus dem mittels einer Übertrager- und Ver- freiheit, der entfallenden Abnutzung und der prakstärkerstufe 10 die Stellgröße y gebildet wird, mittels tisch trägheitslosen Einstellung den weiteren Vorteil, der mit Hilfe eines Stellantriebes 11 sowie eines in daß z. B. mittels eines zusätzlichen Potentiometers der Zuleitung 17 des Kochgefäßes 13 angeordneten Parameterveränderungen vornehmbar sind, wie dies Stellgliedes 12, z. B. eines Ventils, in vorbeschriebe- 30 bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeiner Weise ein erwünschter Ubersättigungsgrad des spielen des Erfindungsgegenstandes ausgeführt ist, Füllgutes 18 durch geregeltes Nachziehen von Saft die eine einfache Anpassung der erfindungsgemäßen bzw. Lösung in das Kochgefäß 13 aufrechterhalten Einrichtung an die verschiedenen Eigenschaften der werden kann. Rufen nun bei einer Regeleinrichtung zu verarbeitenden Ausgangsstoffe ermöglichen, wodie im Normalfall auftretenden Dampfdruckschwan- 35 gegen bei mechanischen Lösungen zur Nachbildung kungen keine Beeinträchtigung der Lösungsübersätti- von Zustandsdiagrammen z. B. eine Anzahl von Kurgung hervor, so ist es vollkommen ausreichend, mit- venscheiben erforderlich wäre oder ein anderer umtels des Sollwertgebers 7 nur eine bestimmte kon- ständlicher bzw. aufwendiger Weg beschritten werden stante Führungsgröße x_K (Festwertregelung) vorzu- müßte. Die elektrische Gerätetechnik ermöglicht es, geben (siehe erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel 40 Funktionsgeber mittels passiver, d. h. solcher Elenach F i g. 4 und 5), um eine relativ einfache mente, bei denen der Massenstrom oder Energiefluß, Regelung bzw. Regeleinrichtung zur Konstanthal- der das Ausgangssignal trägt, vollständig vom Mästung der Konzentration einer siedenden Lösung zu senstrom oder Energiefluß herrührt, der dem Einerhalten, gangssignal zugeordnet ist, oder umgekehrt, also mit-Für die Nachbildung von Zustandsdiagrammen 45 tels Elemente ohne Verstärkerwirkung, insbesondere bzw. Zustandsgrößen, wie z. B. der mittels Siedekur- mit Hilfe von Netzwerken aus Widerständen und ven erfolgenden Darstellung der Temperaturen von Dioden herzustellen sowie Funktionen mittels Gleichflüssigen Lösungen oder Lösungsmitteln, bei welchen spannungsrechenverstärker und vorgespannter Dioden Temperaturen eine Änderung der Modifikation dieser nachzubilden.Compare z. B. in a bridge circuit with the The electrical function generator for the replica signal of the setpoint of the difference Δ & _soU or the generation of state diagrams or state variables reference variable x _{K of} a setpoint generator 7 compared to the mechanical execution and thus the signal of the In addition to the known advantages of maintenance gains, from which the manipulated variable y is formed by means of a transfer and freedom, the no wear and tear and the practical strength stage 10, the further advantage achieved by means of table inertia-free adjustment is control deviation x _w Actuator 11 and one in that z. B. by means of an additional potentiometer of the supply line 17 of the cooking vessel 13 arranged parameter changes can be made, as this actuator 12, z. B. a valve, in vorbeschritten- 30 in the Ausführungsbeiner way described below, a desired degree of supersaturation of the play of the subject of the invention is carried out, filling material 18 by controlled tightening of juice which maintains a simple adaptation of the invention or solution in the cooking vessel 13 to the different device Properties which can be. Call now to a control device to allow raw materials to be processed, what the normally occurring vapor pressure fluctuations against in mechanical solutions to simulate kungen no impairment of the solution over-saturation of state diagrams z. If, for example, a number of curvatures are produced, then it is completely sufficient if it would be necessary to also discern or another way around the setpoint generator 7 would only have to be followed a certain constant or costly constant reference variable x _K (fixed value control). The electrical device technology makes it possible to give (see exemplary embodiment 40 according to the invention function generator by means of passive, ie such elements according to FIGS Output signal carries, completely from the fattening of the concentration of a boiling solution to senstrom or energy flow originates, which is assigned to the maintenance, output signal, or vice versa, so with-For the simulation of state diagrams 45 means of elements without amplifier effect, in particular or state variables such. B. the by means of Siedekur- with the help of networks of resistors and ven representation of the temperatures of diodes and functions by means of liquid solutions or solvents, in which voltage calculation amplifier and biased diode temperatures to simulate a change in the modification of these.

Lösungen oder Lösungsmittel eintritt, können außer 50 Der Regler ist im allgemeinen als elektrischer elektrischen Funktionsgebern, wie Analogrechenein- Schrittregler ausgebildet, in dem der das Stellglied 12 heiten, auch mechanisch wirkende Geräte vorgesehen öffnende oder schließende Stellmotor 11 je nach dem sein, bei denen der Dampfdruck durch ein Mano- Vorzeichen der Regelabweichung x_w mittels der Stellmeter erfaßt und mittels der sich dadurch ergebenden größe y im Rechts- oder Linkslauf betrieben wird, bis nicht sehr großen Bewegungen, z.B. mittels eines 55 eine der Regelabweichung x_w entgegengerichtete, einen Hebelwerkes mit Zahntrieb, eine insbesondere um Teil der Stellgröße y bildende Rückführgröße x_r in die Manometerachse drehbare Kurvenscheibe der je- Abhängigkeit von der toten Zone und der Hystereseweiligen Bewegung entsprechend eingestellt wird, der- breite des Reglers bzw. Schalters die Regelabweichung art, daß mittels des durch einen um eine feste Achse x_w kompensiert hat (siehe z.B. Gerhard Pressler, verschwenkbaren Tasthebel abgegriffenen jeweiligen 60 Regelungstechnik, I Grundelemente, B. I — Hoch-Radiusvektor der Kurvenscheibe, z.B. ein Potentio- schultaschenbücher 63/63a, 3. überarbeitete Auflage, meter, verstellt und dadurch ein dem momentanen 1967, S. 290, 1. Absatz). Für das selbsttätige Nach-Wert der Führungsgröße w (auf den die Regelgröße χ ziehen der Lösung oder des Saftes wird ausführungsgeführt werden soll) proportionales Signal geliefert gemäß insbesondere ein Magnetik-Regler, ein elektriwird. Selbstverständlich kann die Nachbildung von 65 scher Schrittregler mit einem Magnetik-Verstärker Zustandsdiagrammen auch mittels pneumatischer verwendet, bei dem die Regelgröße gerätmäßig als (z. B. Membrane unter Luftdruck) und bzw. oder hy- elektrischer Widerstand verifiziert bzw. als Strom in draulischer Geräte (z. B. Kolben unter Öldruck) und einer Gleichstrombrücke dargestellt ist, der gegenSolutions or solvents can enter, except 50 The controller is generally designed as an electrical electrical function generator, such as analog arithmetic step controller, in which the actuator 12 units, also mechanically acting devices provided opening or closing servomotor 11 depending on where the Vapor pressure is detected by a mano sign of the control deviation x _w by means of the adjusting meter and operated by means of the resulting variable y in clockwise or counter-clockwise rotation until there are not very large movements, e.g. by means of a lever mechanism that counteracts the control deviation x _w Toothed drive, a feedback variable x _r in the manometer axis which can be rotated in particular by part of the manipulated variable y and which is set accordingly depending on the dead zone and the hysteresis-related movement, the width of the controller or switch the control deviation type that by means of the one has compensated around a fixed axis x _w t (see e.g. Gerhard Pressler, swiveling tactile lever tapped respective 60 control technology, I basic elements, B. I - high radius vector of the cam, e.g. a potentiometer school pocket books 63 / 63a, 3rd revised edition, meter, adjusted and thus a current 1967 , P. 290, 1st paragraph). For the automatic post-value of the reference variable w (to which the controlled variable χ drawing of the solution or the juice is to be executed) a proportional signal is delivered according to, in particular, a magnetic controller, an electrical one. Of course, the simulation of 65 shear step controllers with a magnetic amplifier can also be used by means of pneumatic state diagrams, in which the controlled variable is verified in terms of devices as (e.g. membrane under air pressure) and / or hydraulic resistance or as current in hydraulic devices (e.g. piston under oil pressure) and a direct current bridge is shown, which is against

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einen gerätmäßig als Widerstand vorgegebenen Soll- solches bei Verwendung eines Steuerkochers 2' (strichwert der Regelgröße bzw. gegen die Führungsgröße lierte Lösungsmittelsiedekurve I) ergeben würde, wonach der Nullmethode ausgewogen wird. Bei einer bei im Zeitpunkt U des wieder stationären Tempera-Regelabweichung x_w entsteht in der Brückendiagonale turzustandes des mit Hilfe der erfindungsgemäßen ein verhältnisgleicher Strom insbesondere von weni- 5 Regeleinrichtung ermittelte Temperaturdifferenzsignal gen Milliampere. Dieser wird einem mehrstufigen A &_ist (vollausgezogene Kurve I) wieder mit dem von Magnetik-Verstärker zugeführt, der dann am Aus- der gebräuchlichen vorbekannten Regeleinrichtung gang eine etwa 10⁸-fach verstärkte Wechselstromlei- gelieferten Temperaturdifferenzsignal (strichliert abstung zur unmittelbaren Speisung des Stellantriebes gebildete Kurve I) übereinstimmt. Die erfindungs- bzw. Stellmotors 11 abgibt. Die Stellantriebe 11 des io gemäße Regeleinrichtung reagiert nun auf das vorerfindungsgemäßen Reglers sind als Kondensator- erwähnte kleinere Temperaturdifferenzsignal mit einer motoren ausgeführt. Selbstverständlich können auch Drosselung des Nachziehens an Lösung oder Saft, hydraulische oder pneumatische Stellantriebe vorge- Auf diese Weise wird die Fließbarkeit des Füllgutes sehen sein. Bei Verwendung solcher Antriebe in Ver- 18 wiederum mit hinreichender Genauigkeit auf dem bindung mit einem elektrischen Schrittregler ist ein 15 erwünschten Wert gehalten, sofern es sich ebenfalls Impulsumsetzer erforderlich, weil die vom Schritt- nur um eine vorübergehende, z. B. sprungartige Zuregier gelieferten Impulse der Stellgröße y in eine nähme des Dampfdruckes handelt. Bei Verwendung kontinuierlich sich ändernde Stellgröße y umgeformt eines als Analogrecheneinheit 3 ausgebildeten Funkwerden müssen. Als Stellglied 12 ist in der Zuleitung tionsgebers ist demnach durch praktisch verzöge-would result in a setpoint given by the device as a resistance when using a control boiler 2 '(bar value of the controlled variable or solvent boiling curve I based on the reference variable), according to which the zero method is balanced. In the case of a temperature control deviation x _{w which} is stationary again at the time U des, the temperature difference signal in milliamperes, in particular from a few control devices, arises in the bridge diagonal in the fall state of the temperature difference signal in milliamps determined with the aid of the invention. This is fed back to a multi-stage A & _ist (full curve I) with that of the magnetics amplifier, which then ^{outputs an approximately 10 8} -fold amplified AC current line (dashed line offset to the direct supply of the actuator formed curve I) coincides. The invention or servomotor 11 emits. The actuators 11 of the control device according to the present invention now reacts to the regulator according to the invention and are designed as a capacitor-mentioned smaller temperature difference signal with a motor. It goes without saying that it is also possible to restrict the drawing in of solution or juice, hydraulic or pneumatic actuators. When using such drives in connection with an electrical step controller, a 15 desired value is maintained, provided that a pulse converter is also required because the step from the step only to a temporary, z. B. sudden eagerness to deliver pulses of the manipulated variable y in a take of the vapor pressure acts. When using continuously changing manipulated variable y converted by a radio configured as an analog computing unit 3 must be. As the actuator 12 is in the supply line, the controller is therefore practically delayed.

17 des Kochgefäßes 13 im allgemeinen eine Regel- 20 rungsfreie Lieferung des den jeweiligen Siedetempeklappe vorgesehen. In Leitungen mit kleineren bis raturwert insbesondere des Lösungsmittels abbildenmittleren Nennwerten werden jedoch auch Regelven- den Signals und dem dadurch ermöglichten praktisch tile angeordnet. verzögerungsfreien Eingreifen des Reglers eine ver-17 of the cooking vessel 13 generally a regulation-free delivery of the respective boiling temperature flap intended. In lines with a lower to medium temperature, especially the solvent Nominal values, however, are also used to control the signal and the resulting practical tile arranged. delay-free intervention of the controller

Aus den F i g. 6 a und 6 b ist an Hand von Zeit- fahrenstechnisch erwünschte Stabilisierung der Fließ-Temperatur-Diagrammen die vorteilhafte Wirkungs- 25 barkeit des Füllgutes 18 bzw. der Zirkulation der in weise der erfindungsgemäßen Einrichtung bei durch der Beschreibung der Fig. 3 genannten Produkte, nicht näher erläuterte Störgrößen hervorgerufener vor allem aber der Kristallisationsgeschwindigkeit erÄnderungen des Dampfdruckes ersichtlich und nach- reichbar.From the F i g. 6 a and 6 b shows the stabilization of the flow-temperature diagrams, which is desirable from a time trial point of view the advantageous effectiveness of the filling material 18 or the circulation of the in way of the device according to the invention for products mentioned in the description of FIG. 3, Disturbance variables that are not explained in detail, but mainly caused by changes in the rate of crystallization the vapor pressure can be seen and traced.

stehend der diesbezügliche Vorteil des Erfindungs- In F i g. 7 ist das Blockschaltbild eines erfindungsgegenstandes gegenüber den bisher gebräuchlichen 30 gemäßen Reglers einer in Fig. 9 schematisch dar-Einrichtungen erläutert. Sinkt z. B. der Dampfdruck gestellten Regelstrecke einer weiteren Variante abp_abs, wie in Fig. 1 gezeigt, von einem Betrag« auf gebildet. Wie der Vergleich der Blockschaltbilder der einen Betrag b ab, dann würde sich bei der in Fig. 6 a F i g. 4 und 7 ergibt, ist der Sollwertgeber 7 der erstabgebildete Funktionsverlauf ergeben, wobei die beschriebenen Variante durch den Dampfdruckmeßstrichlier abgebildete Kurve I und die vollausgezogene 35 fühler 1, den Meßumformer 2 und die Analogrechen-Kurve II in Betracht zu ziehen sind. Demnach würde einheit 4 ersetzt. Die dem Temperaturdifferenz-Solldie letztgenannte gebräuchliche Regeleinrichtung nicht wert Δ u-_soU proportionale Führungsgröße w wird demeingreifen, da sich die Temperaturdifferenz zwischen nach bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 7 den zugeordneten Siedetemperaturwerten nicht oder bzw. 9 in Abhängigkeit vom Dampfdruck vermittels zuwenig ändert. Bei Verwendung des in Fig. 3 dar- 40 des Dampfdruckmeßfühlers 1 sowie des Meßumforgestellten Kochgefäßes 13 mit einem die Siedetempe- mers 2 von der Analogrecheneinheit 4 ermittelt, woratur des Lösungsmittels vorgebenden Steuerkocher 2' bei der Temperaturdifferenz-Sollwert Δ &_son als Funkist demnach das Dickflüssigerwerden des Füllgutes 18 tion einer wählbar bestimmten Lösungsübersättigung im Zuge von die Qualität des zu erzeugenden Pro- (Ü) oder eines Lösungsfeststoffgehaltes (⁰Bx) mittels duktes noch beeinträchtigenden Dampfdruckverringe- 45 einer vorzugsweise an der der Analogrecheneinheit 4 rangen aus dem vorgenannten Grunde gebenenfalls nachgeschalteten Vergleichssrufe 8 angeordneten Einnicht erfaßbar. Die voll ausgezogene Siedekurve I der Stellvorrichtung 9 vorgebbar ist. Hierbei besteht die F i g. 6 a zeigt jedoch, daß im Zeitpunkt ^₁ der begin- Analogrecheneinheit 4 wie die Analogrecheneinheit 3 nenden Dampfdruckänderung innerhalb des relativ aus einem Netzwerk von Widerständen und an Vorkleinen Zeitintervalls Z₁ t₂ der mittels der Analog- 50 spannung liegenden Dioden, während die Vergleichsrecheneinheit 3 in Abhängigkeit vom Dampfdruck im stufe 8 wie die Vergleichsstufe 6 aus einer Meßschal-Kochgefäß 13 ermittelte Lösungsmittelsiedetempera- rung und die Einstellvorrichtung 9 aus einem kontiturwert bzw. dessen Signal praktisch sofort zur Ver- nuierlich einstellbaren Potentiometer oder einer stufügung steht. Das dadurch sich ergebende größere fenweise abgreifbaren Serienschaltung von Wider-Temperaturdifferenzsignal Δ &_ist ermöglicht in weite- 55 ständen gebildet ist. Die letztbeschriebene Variante rer Folge ein zeitgerechtes Nachziehen einer bestimm- (F i g. 7 bis 9) ist somit als Folgewertregler ausgeten Menge an Lösung oder Saft, so daß das Füllgut führt, wobei unter einer Folgeregelung eine Regelungthe advantage of the invention in this regard is shown in FIG. 7, the block diagram of an object of the invention is explained in relation to the previously customary 30 according to a controller of a device shown schematically in FIG. Z. B. the steam pressure set controlled system of a further variant abp _abs , as shown in Fig. 1, formed from an amount «on. As in the comparison of the block diagrams of the amount b , then in the case of the in Fig. 6 a F i g. 4 and 7 results, the setpoint generator 7 is the first mapped function curve, whereby the described variant shown by the Dampfdruckmeßstrichlier curve I and the fully extended 35 sensor 1, the transducer 2 and the analog arithmetic curve II are to be taken into account. This means that unit 4 would be replaced. The said temperature difference Solldie latter conventional control device not worth Δ u _SOU proportional command variable w demeingreifen, since the temperature difference the associated Siedetemperaturwerten or not or too little change between after in the practice of the invention according to Fig. 7 9 depending on the vapor pressure by means of . When using the steam pressure sensor 1 shown in FIG. 3 and the measuring vessel 13 with a boiling temperature 2 determined by the analog computing unit 4, the control cooker 2 'that specifies the solvent at the temperature difference setpoint Δ & _son as radio is accordingly the Thickening of the filling material 18 tion of a selectable specific solution supersaturation in the course of the quality of the product to be generated (O) or a solution solids content ( ⁰ Bx) by means of product still impairing vapor pressure reduction 45 a preferably downstream of the analog computing unit 4 for the aforementioned reason Comparison calls 8 arranged Einnot detectable. The fully drawn-out boiling curve I of the adjusting device 9 can be predetermined. Here is the F i g. However, 6 a shows that at the time ^ ₁ of the BEGIN analog arithmetic unit 4 as the analog arithmetic unit 3 nenden Dampfdruckä Direction ung within the relatively from a network of resistors and Vorkleinen time interval Z ₁ t ₂ of the diodes lie voltage by means of the analogue 50 while the comparison computation unit 3 as a function of the vapor pressure in stage 8 like the comparison stage 6 from a measuring bowl cooking vessel 13 determined solvent boiling temperature and the setting device 9 from a continuous value or its signal is practically immediately available to a viable adjustable potentiometer or a step. The resulting larger series connection of resistor temperature difference signal Δ & which _can be tapped off in a furnace is made possible to a large extent. The last-described variant of the sequence, a timely follow-up of a specific (FIGS. 7 to 9) quantity of solution or juice that has been emitted as a sequence value controller, so that the filling material leads, with a regulation being followed by a regulation

18 die gewünschte Fließfähigkeit bzw. Konzentration zu verstehen ist, bei der der Sollwertgeber eine verbeibehält, sofern es sich nur um ein vorübergehendes änderliche Führungsgröße liefert, mit der die Regelz. B. sprungartiges Absinken des Dampfdruckes han- 60 größe zu vergleichen ist.18 the desired fluidity or concentration is to be understood, at which the setpoint generator maintains a, provided that it is only a temporary variable reference variable with which the rule no. B. sudden drop in vapor pressure is to be compared.

delt. In F i g. 8 ist zur Erläuterung der letztbeschriebe-Im Zuge einer Absolutdruckzunahme von einem nen Regeleinrichtung ein Druck-Temperaturdifferenz-Wert α auf einen Wert c (s. F i g. 1 bzw. 6 b) wird da- Diagramm dargestellt, in dem die zwischen Lösungsgegen die siedende Lösung bzw. das Füllgut 18 dünn- mittel und Lösung auftretende Siedepunktdifferenz als flüssiger werden. Die Analogrecheneinheit 3 liefert 65 Funktion des absolut gemessenen Dampfdruckes und nun im Zeitpunkt ^₁ im Zusammenwirken mit dem der Lösungsübersättigung bzw. des Lösungsfeststoffentsprechenden Lösungstemperatursignal II ein klei- gehaltes wiedergegeben ist. Aus diesem Diagramm ist neres Temperaturdifferenzsignal Δ &_isl, als sich ein somit der Verlauf verschiedener voll oder strichliertdelt. In Fig. 8 is to explain the last description — in the course of an increase in absolute pressure from a control device, a pressure-temperature difference value α to a value c (see FIG the boiling solution or the filling material 18 thin medium and the boiling point difference occurring in the solution become more liquid. The analog computing unit 3 supplies a function of the absolutely measured vapor pressure and _{a low content is now shown at time ^ 1} in cooperation with the solution temperature signal II corresponding to the solution supersaturation or the solution solid. From this diagram, the temperature difference signal Δ & _isl is smaller than the curve of various solid or dashed lines

13 1413 14

dargestellter Temperaturdifferenzkurven in Abhängig- In Fig. 12 ist die zu Fig. 10 gehörende schema-temperature difference curves shown as a function of- In Fig. 12 the schema belonging to Fig. 10

keit vom Dampfdruck der Lösung mit verschiedenen tische Übersicht der Regelstrecke dargestellt.The ability of the vapor pressure of the solution to be shown with different tables overview of the controlled system.

Werten der Übersättigung (U) oder des Feststoffgehal- Die beiden letztbeschriebenen Varianten zeichnenThe values of the supersaturation (U) or the solids content The two variants described last draw

tes (°Bx) als Parameter zu entnehmen. Die jeweils sich zusammenfassend insbesondere dadurch aus, daßtes (° Bx) as a parameter. Each of them is summarized in particular by the fact that

mittels einer Temperaturdifferenzkurve abgebildeten 5 bei relativ kleinen Schwankungen aufeinanderfolgen-5 shown by means of a temperature difference curve with relatively small fluctuations.

Funktionswerte ergeben sich durch Subtraktion der der Dampfdruckwerte die Bezugs- bzw. Führungs-Function values are obtained by subtracting the vapor pressure values, the reference or lead

in F i g. 1 dargestellten Funktionswerte der Kurve I größen die Qualität des auskristallisierten Feststoffesin Fig. Functional values of curve I shown in 1 measure the quality of the solid that has crystallized out

von den zugehörigen Funktionswerten der Kurve II. vernachlässigbar verändern und somit in vorbeschrie-of the associated functional values of curve II. change negligibly and thus in the previously described

Zwecks Erreichung einer erwünschten optimalen bener Weise von einer Festwertregelung auf eineIn order to achieve a desired optimal bener way from a fixed value control to a

Reinheit des Erzeugnisses ist es von Vorteil, einen io Folgewertregelung übergegangen werden kann, wobeiFor the purity of the product, it is advantageous to be able to override an io subsequent value control

mittleren betriebsmäßigen Wert (voll ausgezogene die Güte des Erzeugnisses bzw. Feststoffes noch ver-average operational value (fully extended the quality of the product or solid is still

Temperaturdifferenzkurve) konstant zu halten. bessert wird.Temperature difference curve) to keep constant. is improved.

In F i g. 9 ist nun das zur F i g. 7 gehörige Schema In F i g. 13 ist nun ein in der Technik der mit elekder Regelstrecke dargestellt. Ein besonderer Vorteil trischer Hilfsenergie arbeitenden Geräte bekanntes dieser Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung 15 und nur einen geringen Aufwand erforderndes Verbesteht darin, daß ein bestimmter Wert der Lösungs- fahren für die Nachbildung eines beliebigen Funkkonzentration bzw. Lösungsübersättigung (U) oder tionsverlaufes skizziert. Die nachzubildende Funktion des Trockensubstanzgehaltes bzw. des Lösungsfest- wird hierbei in dem betrachteten Intervall durch stoffgehaltes (⁰Bx) mittels der Einstellvorrichtung 9 einen Polygonzug näherungsweise dargestellt. Bei Anvorgebbar ist und nunmehr unabhängig von normalen 20 wendung der letztgenannten Funktionsnachbildung betriebsmäßigen Schwankungen des absolut gemesse- kann der Funktionsverlauf bzw. das betreffende Kurnen Dampfdruckes aufrechterhalten werden kann, da venstück durch entsprechende Unterteilung des bedie dem jeweiligen Dampfdruck und einer bestimm- trachteten Intervalls in den einzelnen Intervallabten Lösungsübersättigung entsprechende und dem schnitten mit hinreichender Annäherung jeweils durch Temperaturdifferenzsollwert Δ &_soU [Ü, ⁰Bx] propor- 25 ein Sehnenstück ersetzt werden. Insbesondere sind tionale variable Führungsgröße w fortlaufend prak- nichtlineare Kennlinien mittels Potentiometerabgriffe tisch verzögerungsfrei durch die Analogrechenein- darstellbar, wobei diese Abgriffe an variable Gleichheit 4 ermittelt wird. spannungen gelegt sind. Vor allem können die uni-In Fig. 9 is now that of FIG. 7 associated scheme in FIG. 13 is now shown in the technology of the with elekder controlled system. A particular advantage of this variant of the device 15 according to the invention and only requiring little effort consists in the fact that a certain value of the solution drive for the simulation of any radio concentration or solution supersaturation (U) or function profile is a particular advantage of this variant of the device 15 according to the invention. The function of the dry matter content or the solids content to be simulated is shown approximately in the observed interval by the substance content ( ⁰ Bx) by means of the setting device 9 as a polygon. If it can be specified and now independent of normal use of the last-mentioned function simulation, operational fluctuations in the absolute measured, the function curve or the relevant curve vapor pressure can be maintained, since by appropriate subdivision of the respective vapor pressure and a specific interval in the Solution supersaturation corresponding to the individual intervals and the section can be replaced with a sufficient approximation by the temperature difference _setpoint Δ & soU [Ü, ⁰ Bx] propor- a piece of chord. In particular, tational variable reference variable w can be continuously displayed without delay by means of potentiometer taps by means of the analog arithmetic unit, with these taps being determined at variable equality 4. tensions are laid. Above all, the uni-

In Fig. 10 ist das Blockschaltbild des Reglers verseil benutzbaren Dioden-Funktionsgeber mit beeiner in F i g. 12 in Form einer Regelstrecke abgebil- 30 sonderem Vorteil auf den Erfindungsgegenstand andeten modifizierten Ausführung der in F i g. 9 dar- gewendet werden, wobei überdies verschiedene Ausgestellten Einrichtungsvariante wiedergegeben. Die führungen möglich sind.In Fig. 10 the block diagram of the controller is verseil usable diode function generator with some in Fig. 12 shown in the form of a controlled system modified version of the in F i g. 9, with various exhibits Furnishing variant reproduced. The tours are possible.

Analogrecheneinheit 4 liefert bei dieser Ausführung Wenn die unabhängige Veränderliche insbesondereIn this embodiment, analog computation unit 4 supplies if the independent variable in particular

eine dem Lösungssiedetemperatursollwert proportio- als Eingangsspannung zur Verfügung steht, kann inan input voltage proportional to the solution boiling temperature setpoint is available, can in

nale Führungsgröße w, wobei die Übersättigungsein- 35 vielen Fällen eine einfache Funktion, wie beispiels-nal reference variable w, whereby the oversaturation is in many cases a simple function, such as

stellung der Lösung wieder mittels der an der Meß- weise eine in F i g. 14 a abgebildete Kennlinie mit stetsposition of the solution again by means of the one shown in FIG. 14 a characteristic curve shown with always

bzw. Vergleichsstufe 6 bzw. 8 angeordneten Einstell- zunehmender Steigung insbesondere durch die inor comparison stage 6 or 8 arranged setting increasing slope in particular by the in

vorrichtung 9 vorgenommen wird. Die auf diese Fig. 14b dargestellte Diodenschaltung verwirklichtdevice 9 is made. The diode circuit shown on this FIG. 14b is realized

Weise ermittelte, dem Lösungssiedetemperatursoll- werden. Hierbei kommt der mittlere Kennlinienteil da-Way determined, the solution boiling temperature should be. Here the middle part of the characteristic

wert &n _soii(Ü, ⁰Bx) proportionale Führungsgröße w 4° durch zustande, daß die Spannung x_& durch die Teilungvalue & n _so ii (Ü, ⁰ Bx) proportional reference variable w 4 ° by establishing that the voltage x _& by the division

wird wieder der Meß- bzw. Vergleichsstufe 6 bzw. 8 derKlemmenspannungx_e zwischen dem Vorwiderstandbecomes again the measuring or comparison stage 6 or 8 of the terminal voltage x _e between the series resistor

zugeführt, in der mit der ebenfalls zugeführten Regel- R_v und dem Lastwiderstand i?_L gewonnen wird. So-supplied, in which with the also supplied control R _v and the load resistance i? _{L is} won. So-

größe .r_n wieder die Regelabweichung x_w gebildet und bald nun in positiver Richtung die Spannung x_vl oder,size .r _n the system deviation x _{w is} formed again and soon the voltage x _vl or, in a positive direction,

dadurch die gesamte Regeleinrichtung besonders ver- in negativer Richtung die Spannung x_y2 überschrittenas a result, the entire control device particularly ver exceeded the voltage x _{y2 in the negative direction}

einfacht wird. Analog zur vorbeschriebenen Variante 45 wird, tritt je ein Knick in der Kennlinie ein. Die Stei-is simplified. Analogous to variant 45 described above, there is a kink in the characteristic curve. The stone

resultiert demnach die vorteilhafte Regelung der gung des linken und des rechten Kennlinienteiles wirdthis results in the advantageous regulation of the movement of the left and right parts of the characteristic curve

Konzentration der siedenden Lösung bei der letzt- dann durch die Widerstandswerte von i?_v, bzw. R_n Concentration of the boiling solution at the last - then by the resistance values of i? _v , or R _n

beschriebenen Variante daraus, daß mittels der mit mitbestimmt.described variant from the fact that by means of the co-determined.

Hilfe der Analogrecheneinheit 4 in Abhängigkeit vom Die letztbeschriebene Kennlinie kann auch durchThe aid of the analog computation unit 4 as a function of The characteristic curve described last can also go through

Dampfdruck praktisch verzögerungsfrei ermittelten 50 einen Funktionsgeber verwirklicht werden, der mit-Vapor pressure determined with practically no delay 50 a function generator can be realized that

Siedetemperatur der Lösung im Vergleich mit der tels vorgespannter Dioden und Gleichspannungsver-The boiling temperature of the solution compared with that of biased diodes and DC voltage

durch kontinuierliche Messung empirisch gewönne- stärker arbeitet. Bei einem solchen Funktionsgeberempirically gain- more through continuous measurement. With such a function generator

nen Siedetemperatur der Lösung sofort beim Auftre- können die zwischen den einzelnen Knickpunkten derWhen the solution occurs, the boiling point between the individual breakpoints of the

ten von Dampfdruckschwankungen die zugehörige polygonzugartigen Funktionsnachbildung liegendenten of vapor pressure fluctuations, the associated polygon-like function simulation lies

Regelabweichung x_w gebildet und dadurch in weiterer 55 Abszissenabschnitte untereinander gleich oder kon-System deviation x _{w is} formed and is therefore identical or congruent to one another in a further 55 abscissa sections

Folge der Kochprozeß nach einer Siedekurve II mit tinuierlich verstellt werden, wobei die Steigung jedesFollow the cooking process according to a boiling curve II with continuously adjusted, the slope of each

wählbarem Übersättigungsgrad (U) oder Feststoff- Polygonzugabschnittes mittels eines PotentiometersSelectable degree of oversaturation (U) or solid polygonal section by means of a potentiometer

gehalt (⁰Bx) der Lösung geregelt werden kann. einstellbar ist. Auf diese Weise ist selbstverständlichcontent ( ⁰ Bx) of the solution can be regulated. is adjustable. That way goes without saying

Fi g. 11 zeigt ein zur Fig. 1 äquivalentes Diagramm, auch die Nachbildung einer Siede- oder Dampfdruckin dem die mit Hilfe der Analogrecheneinheit 4 er- 60 kurve möglich.Fi g. 11 shows a diagram equivalent to FIG. 1, including the simulation of a boiling or vapor pressure with the help of the analog computing unit 4 er 60 curve possible.

mittelte Siedekurve II der Lösung voll und die bei der Fig. 15 zeigt schematisch ein als Netzwerk aus-averaged boiling curve II of the solution and the one in Fig. 15 shows schematically a network formed

letztbeschriebenen Variante nicht mehr erforderliche gebildetes Ausführungsbeispiel eines Funktionsgebers,last-described variant no longer required formed embodiment of a function generator,

Siedekurve I des Lösungsmittels strichpunktiert abge- dessen Eingangsspannung x_e durch den vorgenannten,Boiling curve I of the solvent with dash-dotted lines - its input voltage x _e through the aforementioned,

bildet ist, während sich die strichlierten Kurven- mit einem Dampfdruckmeßfühler 1 ausgestattetenis formed, while the dashed curve with a vapor pressure sensor 1 equipped

Varianten der Kurve II bei anderen mit Hilfe der 65 Meßumformer 2 in Form eines eingeprägten Gleich-Variants of curve II for others with the help of 65 measuring transducers 2 in the form of an impressed equal

Einstellvorrichtung 9 ergebenden Einstellungen des stromes als Signal des Dampfdruckes geliefert wird.Adjustment device 9 resulting settings of the current is supplied as a signal of the steam pressure.

Übersättigungsgrades (U) oder des Feststoffgehaltes Ausführungsbeispiel ist z. B. der Druckbereich vonDegree of supersaturation (U) or the solids content. B. the pressure range of

(⁰Bx) ergeben. 0 bis 500 mbar oder etwa 400 Torr auf einen Strom- ( ⁰ Bx) result. 0 to 500 mbar or about 400 Torr on a current

bereich von 10 bis 50 mA abgebildet, wobei insbesondere der Strombereich von 17 bis 50 mA entsprechend 90 bis 500mbar oder etwa 70 bis 400 Torr ausgenutzt wird. Die Nachbildung ist nun in der Weise auslegbar, daß die Ausgangsgröße x_a entweder bezüglich der Siedekurve des Lösungsmittels, z. B. Wasser, oder bezüglich der Siedekurve der Füllmasse bzw. der Lösung oder bezüglich der jeweiligen Differenz der zugeordneten Funktionswerte der beiden letztgenannten Kurven proportional ist. Die als Hilfsregel- oder Führungsgröße dienende Ausgangsgröße des in Fig. 15 skizzierten Netzwerkes wird als Strom I₁ durch den Widerstand R oder als Spannungsabfall U an diesem zur Verfügung gestellt. Wie aus der letztgenannten Figur ersichtlich ist, sind parallel zum Widerstand/? z. B. drei Widerstände jeweils über eine Diode an Vorspannungen gelegt, die einem Spannungsteiler entnommen werden, der an der Hilfsspannung U_x liegt. Sobald nun der Spannungsabfall an R eine der Vorspannungen überschreitet, wird die betreffende Diode leitend, und ihr Vorwiderstand bildet in Verbindung mit dem zugehörigen oder den zugehörigen Widerständen des Spannungsteilers einen Nebenschluß zum Widerstand R. Durch die Stromverzweigung wird demnach mit zunehmender Eingangsgröße der Anteil Z₁ des Gesamtstromes i, der über den Widerstand R fließt, und damit der Spannungsabfall an ihm dem Verlauf der in F i g. 13 angedeuteten Kennlinie entsprechend zunehmend kleiner. Ergänzend sei gleichzeitig darauf hingewiesen, daß die ausführungsgemäßen Funktionsgeber außer mit gewöhnlichen Dioden auch mittels gesteuerter Dioden und Transistoren hergestellt werden können.mapped range from 10 to 50 mA, in particular the current range of 17 to 50 mA corresponding to 90 to 500 mbar or about 70 to 400 Torr is used. The simulation can now be interpreted in _{such a} way that the output variable x a either with respect to the boiling curve of the solvent, e.g. B. water, or with respect to the boiling curve of the filling compound or the solution or with respect to the respective difference of the assigned functional values of the two last-mentioned curves is proportional. The output variable of the network sketched in FIG. 15, which serves as an auxiliary control variable or reference variable, is made available as a current I ₁ through the resistor R or as a voltage drop U across it. As can be seen from the last-mentioned figure, are parallel to the resistor /? z. B. three resistors are each applied via a diode to bias voltages, which are taken from a voltage divider which is connected to the auxiliary voltage U _x . As soon as the voltage drop at R exceeds one of the bias voltages, the diode in question becomes conductive, and its series resistor, in conjunction with the associated resistors of the voltage divider, forms a shunt with the resistor R. _{The current branching means that the component Z 1} increases as the input variable increases of the total current i, which flows through the resistor R , and thus the voltage drop across it corresponds to the curve in FIG. 13 indicated characteristic curve correspondingly increasingly smaller. In addition, it should be pointed out at the same time that the functional generators according to the invention can also be produced by means of controlled diodes and transistors, in addition to conventional diodes.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur selbsttätigen Regelung eines Konzentrationszustandes einer Lösung ist selbstverständlich nicht nur auf die in den Ausführungsbeispielen mehrmals erwähnte Gewinnung von Zuckerprodukten beschränkt. Der Erfindungsgegenstand ist beispielsweise auch im Zuge von Kristallisationsprozessen bei der Erzeugung von Zellwollfasern anwendbar, um ein anderes Anwendungsgebiet zu nennen. Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes ist grundsätzlich überall dort gegeben, wo Feststoffe durch Kristallisation insbesondere bei einem vom atmosphärischen Luftdruck abweichenden, meist darunterliegenden Druck aus Lösungen gewonnen werden, wobei durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Erzeugnis besonders hoher Qualität entsieht.The device according to the invention for the automatic regulation of a concentration state of a solution is of course not limited to the extraction mentioned several times in the exemplary embodiments limited by sugar products. The subject matter of the invention is, for example, also in the course of crystallization processes Applicable in the production of cellulose fibers, to name another area of application. In principle, the subject matter of the invention can be used wherever where solids due to crystallization, in particular at a pressure that deviates from atmospheric pressure, mostly underlying pressure can be obtained from solutions, whereby by using the inventive Establishment of a product of particularly high quality.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 209 537/510For this purpose 3 sheets of drawings 209 537/510

Claims

1 21 2

especially an increasing oversaturation of a

Claim:. Solution, by measuring the appropriate boiling point

point increase of the solution compared to the boiling point

Device for automatic control of the point of the solvent can be detected.
Solids concentration of the solution in the 5 At constant vapor pressure, it would therefore be sufficient to keep the boiling temperature of the solution at a vapor pressure-dependent signal and for a required value. A moderate cooking process with a process signal from a temperature sensor usually achievable with a comparison stage, with a transmitter and justifiable economic outlay, but which generally has only one equal stage and one setpoint generator associated with the outputs of the Verio vacuum constant value, the disadvantageous effect, as well as with an actuator and a setting on the solid product to be produced not excluded in the supply line for the solution, thereby closes. Since the temperature difference between the indicated that between the boiling temperature of the solution and the solution with the comparison stage (6) for the vapor pressure means in a sufficiently small pressure interval dependent signal and a vapor pressure measuring is almost constant, this temperature difference sensor (1 ) a known electrical or as a criterion of a desired supersaturation to hydraulic-pneumatic analog computing unit (3) status of the solution or for a follow-up of the solution taking place before this difference depending on the determination of the boiling curve of the solution. · Serve 20.

It is known to determine the boiling point of the respective solvent experimentally. This is

· Z. B. on the cooker or the boiling pan or

a so-called control boiler is seen in front of the crystallizer, in which the solvent, e.g. B. water, un-. Ter the same vapor pressure as that in the cooking subject of the invention is a device apparatus boiling solution, in the sugar production for automatic control of the solids concentration thick juice or clarification or generally called product, the solution in the evaporation crystallization with a separate heating element to boil Inputs for a vapor pressure-dependent signal 30 brings and the boiling temperature of the solvent and for a signal from a temperature sensor to z. B. measured with a resistance thermometer pointing comparison stage, with a transmitter and - will. In the event of a sudden change in vapor pressure Amplifier stage that is connected to the outputs of the ver but the corresponding new solvent equivalent stage and a setpoint generator is connected, temperature only after a relatively large time interval as well as with an actuator and an actuator in FIG. 35. Maintaining the functioning of the Feed line for the solution. This facility requires constant overhaul

The purpose of the invention is to monitor the control cooker, which is particularly important in the drive where the solids concentration is possible lent exactly kept at a constant value, there is control of the control boiler water level, must be in order to achieve a particularly uniform 4 ° to thereby erroneous measurements in the control of the to achieve crystallization of the solids content, to avoid a boiling process.

significantly increased accuracy over that customary for one by U.S. Patent 2,748,849 Concentration processes or for crystal-known evaporation devices for water-soluble chelation processes, where on the structure and mikalien is with a temperature sensor and The size of the precipitating crystals is not particularly provided with a pressure sensor, each of which has a measuring device must be taken, the "necessary" value converter is connected downstream. This measurement inaccuracy to reach. formers are connected to a pneumatic system

As is well known, the concentration of a solution depends on sen and produce the measured temvom in this Ratio of the solvent to the solids temperature or pressure values proportional pressures, part and on the temperature of the solution. In particular the device which forms an average value special is the boiling point of the solution or the effect, which is proportional to the mean value Solvent again from the pressure above the solution to an adjusting device for the drain valve prevailing pressure of the evaporated solvent supplies the evaporation device. The manipulated variable for and the air or foreign gas proportions. the drain valve is thus a linear combination of the For procedural reasons, the 55 measured temperature and pressure values are therefore the prevailing Vapor pressure above the solution below it approaches a measure of the concentration. A soldes atmospheric pressure on a rather linear approximation is however for an accurate desires low, in particular by means of a measurement control, as for example in the case of the Kristallisaumformers regardless of the barometer reading, sugar must be measured Value held. Accordingly, below must be decisive.

th pressure and temperature conditions in the time The invention is now based on the object in

unit so much of solution can be tracked that the process engineering the degree of supersaturation preferably the degree of supersaturation of the boiling solutions with one especially for the sugar earths Solution remains constant. crystallization required high accuracy prak-bei As is well known, the boiling table is directly dependent on the same vapor pressure without delay temperature of solutions is higher than that of the solution from the vapor pressure prevailing above the solution by means of. It is to be determined with known vapor pressure conditions. The invention accordingly solves this problem the respective degree of oversaturation, as a result of the fact that between the input of the comparison